In den nächsten Jahren werden im Metallhandwerk einige technische Trends und Technologien das Gesicht der Branche verändern. Dazu gehören Automatisierung und Robotik, 3D-Druck, computergestützte Konstruktion und Fertigung, additive Fertigung, moderne Werkstoffe und die Integration von IoT- und Industrie-4.0-Technologien.
Diese technischen Entwicklungen werden zu höherer Effizienz, Präzision, Kosteneffizienz und zu neuen Bauteilen und Produkten führen:
Cobots im Kommen
In der metallverarbeitenden Industrie werden Roboter schon seit vielen Jahren eingesetzt. Auch im Metallhandwerk hält diese Technik Schritt für Schritt Einzug. Herkömmliche Roboter sind jedoch oft sehr groß und erfordern wegen der Kollisionsgefahr abgeschirmte Arbeitsbereiche.
Mit der Entwicklung der Robotertechnik entstanden kollaborierende Roboter beziehungsweise Cobots, die mit ihren Bedienern zusammenarbeiten können. Diese Cobots sind besonders nützlich für gefährliche oder sich wiederholende Aufgaben und werden zunehmend eingesetzt, um dem Arbeitskräftemangel in der Branche zu begegnen. Prädestinierte Einsatzgebiete im Metallhandwerk ist das Schweißen, Schneiden, Schleifen und Bohren.
Obwohl Cobots noch eine relativ junge Technologie sind, ist ihre Entwicklung rasant. Sie forcieren die Automatisierung im Metallhandwerk, verbessern die Effizienz, senken Kosten, erhöhen die Präzision und entlasten den Metallverarbeiter. Ihr Einsatz kann sich schon für Betriebe mit wenigen Beschäftigten lohnen.
3D-Druck für komplexe Bauteile
Der 3D-Druck hat sich schnell zu einem wertvollen Werkzeug in verschiedenen Branchen entwickelt. Die additive Fertigung bietet ein Höchstmaß an Individualisierung auch im Bereich der Metallverarbeitung. Mit Hilfe des 3D-Drucks werden Metallteile, Gussformen und Prototypen schnell und kostengünstig erstellt. Diese Technologie ermöglicht die Erstellung komplexer Geometrien und Formen, die mit herkömmlichen Herstellungsverfahren kaum machbar wären. Durch das Schmelzen von Metallpulver können komplexe Designs mit geringstem Abfall erstellt werden. Diese Technologie revolutioniert die Art und Weise, wie Metallbauteile hergestellt werden, und bietet neue Möglichkeiten für Innovationen.
Angefangen von der Herstellung von Beschlägen oder Bauelementen für Sonderprojekte bis zur Ersatzteilfertigung ist das Spektrum noch lange nicht ausgeschöpft. Kompetente Dienstleister, die auch eine Beratung anbieten, ermöglichen den Einstieg.
Interessante Entwicklungen gibt es auch im Bereich der additiven Materialien. Immer neue metallische Werkstoffe lassen sich im 3D-Druck verarbeiten und ihr Eigenschaftsbild ist von dem mit herkömmlicher Verarbeitungsmethoden erzeugten Bauteilen kaum zu unterscheiden. Dadurch übernehmen die Bauteile immer mehr statisch tragende Funktionen.
CNC-Technik für die Effizienzsteigerung
CNC-Maschinen sind ein wichtiger Baustein der Automatisierung in der Metallverarbeitung. In der Industrie sind sie Alltag, setzen sich aber auch im Metallhandwerk immer mehr durch. Bis vor kurzem erforderte die CNC-Technik menschliches Eingreifen und Programmieren, um zu funktionieren. Die Integration in den betrieblichen Datenfluss kann auf lange Sicht die Effizienz und Produktivität deutlich steigern.
Internet der Dinge vernetzt Maschinen und Produkte
Das Internet der Dinge (IoT) wird zu einem immer wichtigeren Aspekt der Maschinensteuerung in der Metallverarbeitung. IoT-Geräte und -Sensoren können in die Maschinen und auch Produkte des Metallhandwerks integriert werden, um Echtzeitdaten bereitzustellen und die Leistung und Nutzung der Technik zu überwachen. Diese Daten können dann analysiert werden, um den Betrieb und die Wartung der Geräte zu optimieren. Das führt unweigerlich zu einer höheren Effizienz und Kosteneinsparungen.
Darüber hinaus können IoT-fähige Geräte fernüberwacht und gesteuert werden. Das steigert die Flexibilität und Konsistenz bei der Produktüberwachung. Die Integration der IoT-Technologie ermöglicht aber auch die vorausschauende Wartung. Anhand der Daten der Maschinen und Sensoren lässt sich vorhersagen, wann eine Wartung oder Instandhaltung erforderlich ist. Auch eine Fernwartung ist dadurch möglich. Ausfallzeiten verringern sich, die Lebensdauer der Maschine oder des Metallbauproduktes wird verlängert.
CAD/CAM zur Fehlervermeidung
Der Einsatz von Computer-Aided Design (CAD)- und Computer-Aided Manufacturing (CAM)-Software setzt sich immer mehr durch. Auch im Metallhandwerk wird sie immer beliebter, da sie eine größere Präzision und Effizienz im Konstruktions- und Fertigungsprozess ermöglicht. Mit CAD-Software können die Techniker detaillierte, hochgenaue 3D-Modelle der Bauteile oder Produkte erstellen. Diese Modelle können vor der eigentlichen Fertigung simuliert und getestet werden. Dadurch lässt sich das Risiko von Fehlern und Materialverschwendung deutlich verringern.
CAM-Software ermöglicht die effiziente Programmierung von CNC-Maschinen, um die Bauteile entsprechend den Spezifikationen des CAD-Modells zu fertigen. Dies kann zu einer erhöhten Genauigkeit und Konsistenz des Endprodukts sowie zu reduzierten Vorlaufzeiten und Kosten führen. Darüber hinaus kann die Software in andere digitale Technologien wie IoT und Simulationssoftware integriert werden. In diesem Zusammenhang wird sich auch BIM (Building Information Modeling) in Zukunft durchsetzen.
Für das Metallhandwerk ist es entscheidend, sich der Digitalisierung zu stellen und die zur Verfügung stehenden Tools zu nutzen. Dazu gehört nicht nur der Einsatz digitalisierter Technik, sondern auch die Notwendigkeit von Cybersecurity-Maßnahmen zum Schutz vor potenziellen Bedrohungen.
Neue Werkstoffe für bessere Produkte
Moderne Werkstoffe ermöglichen eine größere Festigkeit, Haltbarkeit und Vielseitigkeit des Endprodukts. Zu den Materialien gehören vor allem hochfeste Stähle, Aluminium-, Titan- und Kupferlegierungen und Verbundwerkstoffe.
Der Einsatz moderner Materialien ermöglicht es Produzenten, Teile und Produkte mit verbesserten Eigenschaften herzustellen, wie erhöhte Festigkeit und Leichtigkeit sowie verbesserte Korrosions- und Hitzebeständigkeit. Dies kann zu mehr Leistung und Effizienz in verschiedenen Anwendungsbereichen führen.
Interessant sind auch die technischen Trends, die sich bei einigen wichtigen Produkten und Produktgruppen des Metallhandwerks abzeichnen:
Transparente und multifunktionale Fenster und Fassaden
Im Fassadenbereich sind zwei aktuelle Trends zu beobachten: „Transparenz und Multifunktionalität“ sowie „Elementiertes Bauen“.
So werden beispielsweise die Fassaden-Profilansichtsbreiten schmaler, der Glasanteil wächst. Gleichzeitig besteht beim Auftraggeber der Wunsch nach einem modernen, zeitlosen Design bei gleichzeitig höchster Funktionalität.
Das elementierte Bauen kommt vor allem im urbanen Raum zum Einsatz, wo Baufläche ein knappes Gut ist und Gebäude auf engstem Raum in die Höhe gebaut werden müssen. Die Konsequenz daraus sind zunehmend vorgefertigte Fassadenelemente, die leichter verbaut werden können sowie maximalen Komfort und eine gute Energieeffizienz bieten. Auch in der Gebäudesanierung kommen vorgefertigte Gesamtkonstruktionen im Rahmen des seriellen Bauens immer mehr zum Einsatz.
Auch bei den „normalen“ Fenstern spielen Multifunktionalität, guter Komfort und eine hervorragende Energieeffizienz eine große Rolle.
Die Digitalisierung verändert, wie wir bauen. Mit „IoF ID (Internet of Façades)“ hat Schüco zum Beispiel eine Lösung entwickelt, die für die Verarbeiter, Gebäudebetreiber und Bewohner smarte Mehrwerte über den ganzen Lebenszyklus einer Gebäudehülle bietet. Die kleine Plakette wird einfach in die verbauten Fenster und Türen eingeklebt. Per Smartphone können dort Informationen über verbaute Teile, Garantien, die Wartungshistorie oder die Recyclingmöglichkeiten der eingesetzten Materialien und Komponenten abgerufen werden.
Sichere und automatisierte Türen und Tore
Türen und Tore werden immer mehr zu Multifunktionselementen. Nutzungssicherheit, Gebäudeautomatisierung, Einbruchsicherheit, Energieeffizienz, Automatisierung (Barrierefreiheit), Brand- und Rauchschutz sind nur einige der Funktionen, die Türen und Tore erfüllen müssen. Teilweise sind die zu erfüllenden Anforderungen gegensätzlich und müssen durch eine ausgeklügelte Antriebs-, Sicherungs- und Steuerungstechnik umgesetzt werden. Eine Herausforderung ist, den richtigen Tortyp auszuwählen und zu planen und den Kunden entsprechend zu beraten.
Bei kraftbetätigten Toren für den Privat- und Gewerbebereich spielt die Sensortechnik eine immer größere Rolle. Damit werden auch Komfort und Nutzungssicherheit weiter erhöht.
Das objektive und subjektive Sicherheitsbedürfnis der Bevölkerung wächst weiter. Deshalb wird die Nachrüstung von Einbruchschutz (durchdachte Verbindung von Mechanik und Elektronik) immer wichtiger. Bei Neuprodukten (Haustüren, Garagentoren, Fenstern etc.) ist der Einbruchschutz (mindestens RC 2, oft RC 3) meist selbstverständlich. Auch die einbruchsichere Befestigung der Bauelemente muss unbedingt beachtet werden.
Komfortable Überdachungen und Vordächer
Der große Trend in diesem Bereich ist unter dem Stichwort „Qutdoor-Living“ zusammenzufassen. Als preiswerte Alternative zu Wintergärten sind Überdachungen und Vordächer vor allem im Privatbereich im Kommen. Dabei handelt es sich meist um freitragende, leicht und transparent wirkende Konstruktionen mit hohem Nutzungskomfort und großer Flexibilität und weitgehender Zuverlässigkeit und Wartungsarmut. Modularität, Komfort und Nutzungsfreundlichkeit stehen im Vordergrund.
Unikate Treppen und Geländer
Treppen werden immer mehr zu Unikaten und fast schon zu skulpturalen Objekten. Gerade im gewerblichen Bereich spielt das spezielle objektorientierte moderne Design eine größere Rolle als die (meist versteckte) Funktionalität. Zum einen werden Treppen immer transparenter (freitragende Konstruktionen und Glasgeländer), zum anderen geht aber auch der Trend zu Kompaktheit und Geschlossenheit. Meist handelt es sich um eine ausgeklügelte Statik, in die zum Beispiel auch Bekleidungen als tragende Elemente mit einbezogen werden. Die Entwicklung geht (ebenso wie bei anderen Produkten des Metallbauers) hin zur weitgehenden, weil effektiveren Vorfertigung in der Werkstatt.
Fazit: Nutzen Sie die Chancen
Dinge wie Digitalisierung, kollaborative Roboter und 3D-Druck werden das Metallhandwerk effizienter und produktiver machen. Nutzen Sie die Chancen, die sich durch die neuen technischen Trends bieten.
